KR101975674B1 - 도전성 스프링을 적용한 탄소섬유 차폐 케이블 접속재 - Google Patents

도전성 스프링을 적용한 탄소섬유 차폐 케이블 접속재 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 외주면의 일측에 형성된 나사산과 케이블의 차폐부에 접하고 나사산의 단부에서 외주면의 일측 말단까지 평활면으로 형성되는 접속재 바디부, 평활면에 접하여 케이블의 차폐부를 고정하는 도전성 스프링 및 도전성 스프링을 수용하는 홈을 내주면에 포함하고, 평활면이 형성된 측의 접속재 바디부와 결합을 위하여 내주면의 일측 단부에 나사산이 형성된 클램프부를 포함하는 케이블 접속재가 제공된다.
이에 의하면, 탄소섬유를 적용한 케이블의 차폐부가 케이블 접속재의 평활면과 접하고 클램프부의 내주면에 구비된 홈에 수용된 도전성 스프링이 평활면에 접한 차폐부를 압착함으로써 케이블 차폐부의 손상이 없이 우수한 압착력을 유지하고 접촉 저항을 최소화할 수 있다.

Description

도전성 스프링을 적용한 탄소섬유 차폐 케이블 접속재 {CABLE CONNECTOR WITH CONDUCTIVE SPRING FOR CARBON FIBER SHIELD}
본 발명은 도전성 스프링을 적용한 탄소섬유 차폐 케이블 접속재에 관한 것이다.
일반적으로 선박에는 각종 전자기기나 통신기기 등의 다양한 기기들이 설치되며, 이 기기들에 전원을 공급하거나 통신을 위하여 다양한 케이블이 연결된다. 이때, 케이블의 말단 측과 연결된 전원 및 신호 처리부의 함체로부터 케이블을 인출하기 위해 케이블 접속재가 사용된다. 케이블은 함체에 형성된 관통구를 경유하여 인출되는데, 케이블 접속재는 함체의 관통구에 설치되어 케이블을 보호하고, 관통구와 케이블 사이에 방수 구조를 형성한다.
케이블(10)은 도 1에 도시된 바와 같이 전류가 흐르는 코어(11), 전류가 코어(11)의 외부로 누설되는 것을 방지하기 위한 절연체(12), 순환 전류에 의한 과열방지와 전자파를 차폐하기 위한 차폐층(13), 절연체(12) 및 차폐층(13)을 보호하기 위한 외피층(14)으로 구성할 수 있다.
차폐층(13)은 외부의 충격으로부터 케이블(10)을 보호하고 전자파 차폐를 위해 구리, 알루미늄, 철, 스테인레스 등의 금속 테이프나 금속선 편조 등을 사용하고 있으나, 고밀도 금속에 의한 케이블 중량이 크고, 이에 따른 연비효율 감소, 기동력 저하 및 공사가 어려운 문제가 있다. 이러한 이유로 차폐층(13)을 높은 전기전도도와 인장강도를 보유하고 있으며, 저밀도로 인해 중량이 낮고, 낮은 직경으로 인한 높은 유연성을 보유한 소재인 탄소섬유로 제작하고 있다.
한편, 도 1을 참조하면, 종래의 케이블 접속재(20)는 함체의 관통구에 설치된 바디(23)와, 바디(23)의 일측에 결합되는 보호캡(21, boot) 및 바디(23)와 보호캡 (21) 사이에 개재되는 압착링(22, crimp ring)을 포함하며, 바디(23)와 압착링(22) 및 보호캡(21)에 축 방향으로 형성되는 각각의 관통구에 연속적으로 내장 설치되는 케이블(10)을 보호하도록 구성된다. 이와 같은 구조에 의하면, 종래의 케이블 접속재(20)는 케이블(10)의 코어(11)와 절연층(12)을 바디(23)의 관통로에 삽입하고, 케이블(10)의 차폐층(13)이 바디(23)의 일측을 감싸도록 형성된다. 또, 압착링(22)을 케이블(10)의 외피층(14)과 차폐층(13)을 포함하도록 체결한 후, 압착링(22)을 압착하면 케이블(10)이 바디(23)에 고정되고, 보호캡(21)을 바디(23)에 결합하면 케이블(10)은 케이블 접속재(20)에 의해 결합됨과 동시에 보호된다.
그러나, 탄소섬유는 길이 방향의 인장강도는 높으나 폭 방향의 전단강도가 낮아 압착링을 압착하여 접속할 경우, 압착구조로 인해 케이블 접속재 체결 후 차폐층의 단선이 발생하여 차폐 효과가 떨어지는 문제가 있다.
1. 한국등록특허공보 제20-0445393호, (공고일자: 2009년 7월 27일)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 케이블 차폐부의 손상없이 우수한 압착력을 유지하고 접촉 저항이 최소가 되도록 하는 케이블 접속재를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 케이블 접속재는 외주면의 일측에 형성된 나사산과 케이블의 차폐부에 접하고 나사산의 단부에서 외주면의 일측 말단까지 평활면으로 형성되는 접속재 바디부, 평활면에 접하여 케이블의 차폐부를 고정하는 도전성 스프링 및 도전성 스프링을 수용하는 홈을 내주면에 포함하고, 평활면이 형성된 측의 접속재 바디부와 결합을 위하여 내주면의 일측 단부에 나사산이 형성된 클램프부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 케이블 접속재에 있어 접속재 바디부는 접속재 바디부와 접속함을 결합하기 위하여 접속재 바디부의 외주면 타측 말단에 형성된 나사산을 더 구비할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 케이블 접속재에 있어 케이블 접속재는 접속재 바디부와 접속함을 결합하기 위한 접속재 너트를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 케이블 접속재에 있어 도전성 스프링은 무단 원형 스프링일 수 있으며, 은도금 구리합금일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 케이블 접속재에 있어 클램프부는 내주면의 일측 단부에 형성된 나사산과 도전성 스프링을 수용하는 홈 사이, 또는 도전성 스프링을 수용하는 홈과 내주면의 타측 말단 사이에 O링 실링제를 수용하는 홈을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 케이블 접속재는 접속함에 관통 고정되되, 접속함의 외측으로 연장된 일측 선단에 외경확장부가 마련되며, 외경확장부에서 일측 말단까지 평활면이 형성된 접속재 바디부; 접속재 바디부의 평활면에 접하여 케이블의 차폐부를 고정하는 도전성 스프링; 도전성 스프링을 수용하는 홈을 내주면에 포함하고, 케이블의 코어, 절연부, 탄소섬유 재질의 차폐부 및 외피부가 관통할 수 있는 관통로가 형성된 클램프부; 및 클램프부의 일측 외주면에 탄성 지지되며, 클램프부를 접속재 바디부의 외경확장부에 걸림 결합시키는 커넥터;를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 케이블 접속재에 있어 접속재 바디부의 외경확장부에는 링 형상의 걸림홈이 형성되고, 클램프부의 일측 외주면에는 둘레방향으로 걸림홈에 대응되는 복수의 볼이 안착된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 케이블 접속재에 있어 클램프부는 그 일측 외주면에 외경이 축소된 단차부에 설치되는 코일 스프링을 포함하고, 커넥터의 내주면에는 단차부와의 사이에 코일 스프링을 수용하는 수용부 및 볼을 지지할 수 있는 걸림턱이 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 케이블 접속재에 있어 걸림턱의 단부에는 코일 스프링의 압축시 볼과 대응되도록 내측으로 하향진 경사면이 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 케이블 접속재에 있어 클램프부의 일측 외주면 말단에는 커넥터의 이탈을 방지하는 이탈방지링이 설치된 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 케이블 접속재에 의하면, 탄소섬유를 적용한 케이블의 차폐부가 케이블 접속재의 평활면과 접하고 클램프부의 내주면에 구비된 홈에 수용된 도전성 스프링이 평활면에 접한 차폐부를 압착함으로써 케이블 차폐부의 손상이 없이 우수한 압착력을 유지하고 접촉 저항을 최소화할 수 있다.
또한, 클램프부가 커넥터를 매개로 접속재 바디부에 원터치로 결합하여 도전성 스프링이 케이블의 차폐부를 탄성 압착할 시 케이블 차폐부의 손상을 최소화할 수 있다.
도 1은 종래 케이블 접속재의 결합 예시를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 접속재의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 접속재의 결합 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 접속재의 결합 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 접속재의 결합 예시를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 케이블 접속재의 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 케이블 접속재의 결합 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 케이블 접속재의 결합 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 케이블 접속재의 결합 예시를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴본다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 접속재가 분해된 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 접속재가 결합된 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 접속재가 결합된 모습을 나타낸 단면도 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 접속재의 결합 예시를 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 접속재는 클램프부(110), 도전성 스프링(120) 및 접속재 바디부(130)를 포함하며, 접속함(300)과의 겹합을 위한 접속재 너트(140)를 더 포함할 수 있다. 클램프부, 도전성 스프링, 접속재 바디부 및 접속재 너트는 예시적으로 금속 재질로 제공될 수 있다.
클램프부(110)는 케이블의 코어(210), 절연부(220), 탄소섬유 재질의 차폐부(230) 및 외피부(240)가 관통할 수 있는 관통로와 케이블 바디부(130) 등과의 결합 고정에 사용되는 너트부를 포함하며, 도전성 스프링(120)을 수용하는 홈을 내주면에 포함하고, 접속재 바디부(130)와 결합을 위하여 내주면의 일측 단부에 형성된 나사산을 포함할 수 있다. 클램프부(110)는 내주면의 일측 단부에 형성된 나사산과 도전성 스프링(120)을 수용하는 홈 사이, 또는 도전성 스프링(120)을 수용하는 홈과 내주면의 타측 말단 사이에 O링 실링제를 수용하는 홈을 더 포함할 수 있다. 이러한 O링 실링제는 공기 중의 수분이 케이블 접속재의 내부로 들어가는 것을 방지하여 수분에 의한 케이블의 손상과 오작동을 방지하는 역할을 할 수 있다.
도전성 스프링(120)은 클램프부(110)의 내주면에 형성된 홈에 수용되며, 후술할 접속재 바디부(130)의 평활면에 접한 케이블의 차폐부(230)를 압착하여 고정시키는 역할을 하게 된다. 이러한 도전성 스프링(120)은 케이블의 차폐부(230)에 고른 압착력을 유지하기 위해서 무단 원형 스프링인 것이 바람직하다.
이때 케이블의 차폐부(230)와 케이블 접속재 간의 접촉 저항을 최소화하는 것이 필요한데, 이를 위해서 도전성 스프링(120)의 개수를 조절할 수 있다. 이 경우 클램프부(110)의 내주면에 도전성 스프링(120)을 수용하는 홈의 개수를 조절하는 것이 필요하다.
또한, 도전성 스프링(120)은 은도금 구리나 은도금 구리합금인 것이 바람직하다. 구리합금으로는 니켈황동, 망간황동, 인청동, 실진, 델타메탈, 네이벌 황동 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
접속재 바디부(130)는 케이블의 코어(210)와 절연부(220)가 관통할 수 있는 관통로와 접속함(300) 등과의 결합 고정에 사용되는 너트부를 포함하며, 너트부에서 그 외주면 일측으로 나사산이 형성되며, 나사산의 단부에서 외주면의 일측 말단까지 형성된 평활면을 포함한다. 또한, 접속재 바디부(130)는 접속함(300)과의 결합하기 위하여 너트부에서 접속재 바디부의 외주면의 타측 말단에 형성된 나사산을 더 구비할 수 있으며, 나사산은 접속재 너트(140)를 통해 접속함(300)과 견고하게 결합될 수 있다.
도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 접속재의 결합 예시를 설명한다.
먼저, 접속재 너트(140)를 사용하여 접속재 바디부(130)와 접속함(300)을 견고하게 결합한다.
다음으로, 도전성 스프링(120)이 수용된 클램프부(110)가 체결된 케이블을 접속시킨다. 즉, 케이블의 코어(210)와 절연부(220)가 접속재 바디부(130)를 관통하도록 위치시키고, 케이블의 차폐부(230)가 접속재 바디부(130)의 평활면을 감싸도록 한 후 도전성 스프링(120)이 수용된 클램프부(110)를 접속재 바디부(130)에 결합시킴으로써 케이블 접속을 완료한다.
살펴본 바와 같은 본 발명의 케이블 접속재에 의하면, 클램프부(110)가 접속재 바디부(130)에 결합함으로써, 클램프부(110)의 내주면에 수용된 도전성 스프링(120)이 접속재 바디부(130)의 평활면을 감싸듯 접한 케이블의 차폐부(230)를 탄성에 의해 압착함으로써 탄소섬유를 적용한 케이블 차폐부(230)의 손상이 없이 우수한 압착력을 유지하고 접촉 저항을 최소화할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 케이블 접속재의 분해 사시도이며, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 케이블 접속재의 결합 사시도이며, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 케이블 접속재의 결합 단면도 및 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 케이블 접속재의 결합 예시를 나타낸 도면이다.
도 6 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 케이블 접속재는 클램프부(110), 도전성 스프링(120), 접속재 바디부(130), 접속재 너트(140) 및 커넥터(150)를 포함할 수 있다.
클램프부(110)는 케이블의 코어(210), 절연부(220), 탄소섬유 재질의 차폐부(230) 및 외피부(240)가 관통할 수 있는 관통로(110b)와 케이블 바디부(130) 등과의 결합 고정에 사용되는 너트부를 포함하며, 도전성 스프링(120)을 수용하는 홈(110a)을 내주면에 포함할 수 있다.
클램프부(110)는 그 일측 외주면 둘레방향으로 후술할 접속재 바디부(130)의 걸림홈(131a)에 대응되는 복수의 볼(111)이 안착되고, 그 일측 외주면에 외경 축소된 단차부(110c)가 형성되어 코일 스프링(112)이 끼워져 지지될 수 있다. 아울러, 클램프부(110)의 일측 외주면 말단에는 커넥터(150)의 이탈을 방지하는 홈이 형성되어 이탈방지링(113)이 설치될 수 있다.
도전성 스프링(120)은 클램프부(110)의 내주면에 형성된 홈(110a)에 수용되며, 후술할 접속재 바디부(130)의 평활면에 접한 케이블의 차폐부(230)를 압착하여 고정시키는 역할을 하게 된다. 이러한 도전성 스프링(120)은 케이블의 차폐부(230)에 고른 압착력을 유지하기 위해서 무단 원형 스프링인 것이 바람직하다.
이때 케이블의 차폐부(230)와 케이블 접속재 간의 접촉 저항을 최소화하는 것이 필요한데, 이를 위해서 도전성 스프링(120)의 개수를 조절할 수 있다. 이 경우 클램프부(110)의 내주면에 도전성 스프링(120)을 수용하는 홈(110a)의 개수를 조절하는 것이 필요하다. 또한, 도전성 스프링(120)은 은도금 구리나 은도금 구리합금인 것이 바람직하며, 구리합금으로는 니켈황동, 망간황동, 인청동, 실진, 델타메탈, 네이벌 황동 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
접속재 바디부(130)는 케이블의 코어(210)와 절연부(220)가 관통할 수 있는 관통로와 접속함(300) 등과의 결합 고정에 사용되는 너트부를 포함하며, 접속함(300)에 관통 고정되되, 접속함(300)의 외측으로 연장된 일측 선단에 외경확장부(131)가 마련되며, 외경확장부(131)에서 일측 말단까지 평활면(132)이 형성된다.
또, 접속재 바디부(130)이 외경확장부(131)에는 링 형상의 걸림홈(131a)이 형성되고, 접속재 바디부(130)는 접속함(300)과의 결합하기 위하여 너트부에서 접속재 바디부의 외주면의 타측 말단에 형성된 나사산(133)을 더 구비할 수 있으며, 나사산(133)은 접속재 너트(140)를 통해 접속함(300)과 견고하게 결합될 수 있다.
한편, 커넥터(150)는 클램프부(110)의 일측 외주면에 탄성 지지되며, 클램프부(110)를 접속재 바디부(130)의 외경확장부(131)에 걸림 결합시키도록 결합될 수 있다.
커넥터(150)의 내주면에는 단차부(110c)와의 사이에 코일 스프링(112)을 수용하는 수용부(부호 생략) 및 볼(111)을 지지할 수 있는 걸림턱(151)이 형성되며, 걸림턱(151)의 단부에는 코일 스프링(112)의 압축시 복수의 볼(111)과 대응되도록 내측으로 하향진 경사면(151a)이 형성될 수 있다.
도 9를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 케이블 접속재의 결합 예시를 설명한다.
접속재 너트(140)를 사용하여 접속재 바디부(130)를 접속함(300)에 견고하게 결합시킨다.
다음, 접속재 바디부(130)에 케이블을 접속시킨다. 이를 위해, 케이블의 코어(210)와 절연부(220)가 접속재 바디부(130)를 관통하도록 위치시키고, 케이블의 차폐부(230) 일부가 접속재 바디부(130)의 평활면을 감싸도록 한다.
이후, 클램프부(110)에 결합된 커넥터(150)를 탄성 이동시켜서 접속재 바디부(130)의 외경확장부(131)에 결합시킨 후 커넥터(150)를 원위치시키면, 코일 스프링(112)이 탄성 회복하여 걸림턱(151)의 내주면이 복수의 볼(111)을 내측 방향으로 누르게 된다. 따라서, 복수의 볼(111)이 링 형상의 걸림홈(131a)에 견고하게 걸림되어 클램프부(110)가 접속재 바디부(130)에 결합됨으로써 케이블의 접속이 완료된다.
도 8을 참조하여 접속재 바디부(130)에 결합된 클램프부(110)의 분리 과정에 대해 살펴본다.
도 8에 도시된 바와 같이, 커넥터(150)를 좌측 방향으로 당기면(S1) 걸림턱(151)에 의해 코일 스프링(112)이 압축되며, 이 상태에서 연속으로 클램프부(110)를 좌측 방향으로 당기면(S2) 접속재 바디부(130)로부터 클램프부(110)가 분리될 수 있다.
즉, 클램프부(110)의 분리시 걸림턱(151)의 내주면에 눌려 있던 복수의 볼(111)이 링 형상의 걸림홈(131a)으로부터 이탈됨으로써 외측으로 이동(S3)되며, 결국 걸림턱(151)의 경사면(151a)에 복수의 볼(111)이 접촉되어 이탈이 방지됨과 아울러 클램프부(110)의 분리를 가능케 한다.
살펴본 바와 같은 본 발명의 케이블 접속재에 의하면, 클램프부(110)가 커넥터(150)를 매개로 접속재 바디부(130)에 원터치로 결합하여 도전성 스프링(120)이 케이블의 차폐부(230)를 탄성 압착할 시 케이블 차폐부(230)의 손상을 최소화할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이에 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
110: 클램프 120: 도전성 스프링
130: 접속재 바디부 140: 접속재 너트
150: 커넥터 151: 걸림턱
210: 코어 220: 절연부
230: 차폐부 240: 외피부
300: 접속함

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  7. 접속함에 관통 고정되되, 접속함의 외측으로 연장된 일측 선단에 외경확장부가 마련되며, 상기 외경확장부에서 일측 말단까지 평활면이 형성된 접속재 바디부; 상기 접속재 바디부의 평활면에 접하여 케이블의 차폐부를 고정하는 도전성 스프링; 상기 도전성 스프링을 수용하는 홈을 내주면에 포함하고, 케이블의 코어 및 상기 코어를 수용하는 절연부가 관통할 수 있는 관통로가 형성된 클램프부; 및 상기 클램프부의 일측 외주면에 탄성 지지되며, 케이블의 외피부와 상기 절연부 사이에 개재되는 차폐부의 일부가 상기 접속재 바디부의 평활면을 감싼 상태에서 상기 클램프부를 상기 접속재 바디부의 외경확장부에 걸림 결합시키는 커넥터;를 포함하며,
    상기 접속재 바디부의 외경확장부에는 링 형상의 걸림홈이 형성되고, 상기 클램프부의 일측 외주면에는 둘레방향으로 상기 걸림홈에 대응되는 복수의 볼이 안착되며,
    상기 클램프부는 그 일측 외주면에 외경이 축소된 단차부에 설치되는 코일 스프링을 포함하고, 상기 커넥터의 내주면에는 상기 단차부와의 사이에 상기 코일 스프링을 수용하는 수용부 및 상기 볼을 지지할 수 있는 걸림턱이 형성되며,
    상기 걸림턱의 단부에는 상기 코일 스프링의 압축시 상기 볼과 대응되도록 내측으로 하향진 경사면이 형성되며,
    상기 클램프부의 일측 외주면 말단에는 상기 커넥터의 이탈을 방지하는 이탈방지링이 설치된 것을 특징으로 하는 케이블 접속재.
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